s3c2440的SD/MMC的应用

SD（全名为Secure Digital Memory Card，安全数码卡），是一种存储卡的标准，它被广泛地用于便携式设备上，如数码相机、个人数字助理（PDA）和多媒体播放器等。它的技术是基于MMC（MultiMedia Card）格式，因此SD兼容MMC。

s3c2440集成了SD控制器，可以方便地读写SD、MMC和对SDIO进行操作。在这里，我们只研究对SD/MMC的操作。

要想能够使s3c2440正确读写SD/MMC，就首先要清楚SD的规范协议，由于SD兼容MMC，所以两者的协议差别不大。SD的协议较为繁琐，下面只简略介绍最基本的内容：

对SD进行操作包括两个阶段：卡的识别和卡的数据传输。主机通过各种命令对SD进行操作，绝大多数命令都需要SD进行应答响应。在卡的识别阶段，用到的命令只有CMD1（得到主机的操作电压）、CMD2（得到卡的识别码）和CMD3（配置或得到卡的相对地址），其中也可以使用CMD0命令使卡进入空闲状态。CMD1只能用于MMC，SD要用ACMD41辅助命令。在正确配置完该阶段后，卡进入待机状态。在卡的数据传输阶段可以完成对卡内存地址的读写等操作。

卡内还配备了几个寄存器，主要有OCR寄存器，用于配置操作电压范围，使用命令CMD1可以获得；CID寄存器，用于得到卡的基本信息，使用命令CMD2或CMD10可以获得；CSD寄存器，用于提供卡特性信息，使用CMD9可以获得；RCA寄存器，保存卡的相对地址。另外在卡应答响应信息中，会包括卡的状态信息，主机可以利用该信息获知卡的各种状态，以便进一步操作。

s3c2440只要按照SD的协议去操作，就能正确读写SD。在初始化阶段，要配置SDICON寄存器以及负责传输频率的SDIPRE寄存器，并且还要等待一段时间，以保证初始化正确执行。在命令传输阶段，SDICmdArg寄存器负责传输命令参数，SDICmgCon寄存器负责传输命令索引值，通过SDICmdSta寄存器可以获知命令传输过程中的各种状态，命令的响应信息存储在SDIRSPn中。在数据传输阶段，SDIDTimer寄存器可以设置数据传输的超时时间，SDIBSize寄存器用于设置数据传输块的大小，寄存器SDIDatCon和SDIDatSta用于数据传输的控制和状态，而数据是通过SDIDAT寄存器利用内部的FIFO来进行传输的，其中寄存器SDIFSTA用于获知FIFO的各种状态。

下面就具体给出一个读写SD的测试实例。该段程序是先对SD进行写操作，然后再从SD中读取该组数据，检查写入的数据和读取的数据是否一致，其中我们利用UART来获知一些必要的传输状态。我们只用查询方式进行数据传输，并且使用的是块操作模式。该段程序是针对MMC所编写，并不适用于SD，但只需做少许改动（在设置相对地址的地方）就可以用于SD。

unsigned int *Tx_buffer;
unsigned int *Rx_buffer;

…………

void Main(void)
{
int i;
int tempSta;
int block=16;//传输数据块大小
char flag;
int response;

//UART0的基本配置
…………

//SDI端口配置
rGPEUP = 0xf83f;//SDCMD, SDDAT[3:0]上拉有效.
rGPECON = 0xaaa<10;//SDCMD, SDDAT[3:0], SDCLK

//初始化SDI
rSDIPRE=124;//SDI初始阶段传输频率为400KHz
rSDICON=(3<4)|1;//SDCLK为MMC类型，字节顺序为Type B，使能SDCLK输出
rSDIFSTA|=1<16;//FIFO复位
rSDIBSIZE=0x200;//传输数据块大小为512字节(128字)
rSDIDTIMER=0x7fffff;//设置数据传输的超时时间

flag=1;

for(i=0;i<0x1000;i++)
;//等待74个SDCLK

//卡的识别阶段
//CMD0GO_IDLE_STATE
rSDICARG=0x0;//设置CMD0参数为0
rSDICCON=(1<8)|0x40;//无响应，开始传输CMD0，命令信息为命令索引值加0x40
//等待CMD0结束
tempSta=rSDICSTA;//读取命令状态寄存器
while((tempSta&0x800)!=0x800)//判断命令是否结束
tempSta=rSDICSTA;//没有结束，则继续等待
rSDICSTA=tempSta;//清命令状态
rSDICSTA=0xa00;//

//CMD1CEND_OP_COND
for(i=0;i<200;i++)
{
rSDICARG=0xff8000;//CMD1参数：2.7V~3.6V
rSDICCON=(0x1<9)|(0x1<8)|0x41;//有响应，开始传输CMD1

//检查命令状态
tempSta=rSDICSTA;
while( !( ((tempSta&0x200)==0x200) | ((tempSta&0x400)==0x400) ))
tempSta=rSDICSTA;//检查命令传输是否结束或超时

if( (tempSta&0xf00) == 0xa00 )//如果命令传输没有错误或超时
{
if((rSDIRSP0>>16)==0x80ff)//OCR内容正确，且不忙
{
rSDICSTA=0xa00;//清命令状态
break;//退出循环
}
}
}

if(i>190)//没有检测到MMC
{
flag=0;//清标志
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
rUTXH0=0x66;//向UART0发送信息，表示无MMC
rGPBDAT =~0x1e0;//亮4个LED
}
else//检测到了MMC
{
rSDICSTA=0xa00;//清命令状态

//CMD2ALL_SEND_CID
while(flag)
{
rSDICARG=0x0;//CMD2无需参数
rSDICCON=(0x1<10)|(0x1<9)|(0x1<8)|0x42;//有128位长响应，开始传输CMD2
tempSta=rSDICSTA;
while(!(((tempSta&0x200)==0x200) | ((tempSta&0x400)==0x400)))
tempSta=rSDICSTA;//检查命令传输是否结束或超时

if( (tempSta&0x1f00) == 0xa00 )//如果命令传输没有错误或超时
{
rSDICSTA=0xa00;
break;//退出循环体
}
rSDICSTA=0xF<9;
}
//通过UART0输出MMC的CID信息，一共128位
//在这里得到的CID信息为15 00 00 30 30 30 30 30 30 11 F1 01 11 28 29 ED
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
rUTXH0=0xee;
response=rSDIRSP0;
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
rUTXH0=(char)(response>>24);
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
rUTXH0=(char)(response>>16);
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
rUTXH0=(char)(response>>8);
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
rUTXH0=(char)(response);

response=rSDIRSP1;
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
rUTXH0=(char)(response>>24);
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
rUTXH0=(char)(response>>16);
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
rUTXH0=(char)(response>>8);
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
rUTXH0=(char)(response);

response=rSDIRSP2;
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
rUTXH0=(char)(response>>24);
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
rUTXH0=(char)(response>>16);
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
rUTXH0=(char)(response>>8);
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
rUTXH0=(char)(response);

response=rSDIRSP3;
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
rUTXH0=(char)(response>>24);
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
rUTXH0=(char)(response>>16);
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
rUTXH0=(char)(response>>8);
while(!(rUTRSTAT0 & 0x2));
rUTXH0=(char)(response);

//CMD3SET_RELATIVE_ADDR，设置卡的相对地址
while(flag)
{
rSDICARG=1<16;//设置CMD3参数，即相对地址，为1
rSDICCON=(0x1<9)|(0x1<8)|0x43;//等待响应，开始传输CMD3

tempSta=rSDICSTA;
while( !( ((tempSta&0x200)==0x200) | ((tempSta&0x400)==0x400) ))
tempSta=rSDICSTA;

if( (tempSta&0x1f00) == 0xa00 )
{
rSDICSTA=0xa00;
break;
}
rSDICSTA=0xF<9;
}

//卡的数据传输阶段
rSDIPRE=2;//重新设置SDI的传输频率，约为16MHz

//CMD13SEND_STATUS
//检查当前状态是否为待机状态，否则等待直到变为待机状态为止
while(flag)
{
rSDICARG=1<16;//设置CMD13参数，即相对地址
rSDICCON= (0x1<9)|(0x1<8)|0x4d;

tempSta=rSDICSTA;
while( !( ((tempSta&0x200)==0x200) | ((tempSta&0x400)==0x400) ))
tempSta=rSDICSTA;

if( (tempSta&0x1f00) == 0xa00 )
{
rSDICSTA=0xa00;
if((rSDIRSP0 & 0x1e00)==0x600)
break;
}
rSDICSTA=0xF<9;
}

//CMD7SELECT/DESELECT_CARD，把当前状态从待机状态变为传输状态
while(flag)
{
rSDICARG=1<16;
rSDICCON= (0x1<9)|(0x1<8)|0x47;

tempSta=rSDICSTA;
while( !( ((tempSta&0x200)==0x200) | ((tempSta&0x400)==0x400) ))
tempSta=rSDICSTA;

if( ((tempSta&0x1f00) == 0xa00) )// Check no error and tranfro state
{
rSDICSTA=0xa00;
break;
}
rSDICSTA=0xF<9;
}

//CMD13SEND_STATUS
//检查当前状态是否为传输状态，否则等待直到变为传输状态为止
while(flag)
{
rSDICARG=1<16;
rSDICCON= (0x1<9)|(0x1<8)|0x4d;

tempSta=rSDICSTA;
while( !( ((tempSta&0x200)==0x200) | ((tempSta&0x400)==0x400) ))
tempSta=rSDICSTA;

if( (tempSta&0x1f00) == 0xa00 )
{
rSDICSTA=0xa00;
if((rSDIRSP0 & 0x1e00)==0x800)
break;
}
rSDICSTA=0xF<9;//clear all
}

//由于MMC是1位的